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導(dǎo)語(yǔ)

意識(shí)和底層的神經(jīng)活動(dòng)之間如何聯(lián)系起來(lái)？試圖解釋這一問(wèn)題的意識(shí)理論層出不窮。然而，隨著實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累，眾多的意識(shí)理論并沒(méi)有被逐漸證偽，反而數(shù)量持續(xù)增加，這種現(xiàn)象促使人們對(duì)現(xiàn)有理論進(jìn)行整合。2022年5月發(fā)表于 Nature Reviews Neuroscience 的綜述文章，回顧了四類(lèi)重要的「意識(shí)理論」：高階理論、全局工作空間理論、整合信息論和復(fù)饋/預(yù)測(cè)處理理論。通過(guò)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)爭(zhēng)論說(shuō)明這些理論的聯(lián)系與區(qū)別，從而為理解意識(shí)科學(xué)的研究現(xiàn)狀提供了一個(gè)視角，以期推動(dòng)意識(shí)理論和實(shí)驗(yàn)研究之間的良性循環(huán)，使我們更深刻地理解意識(shí)這個(gè)最深刻的奧妙。

研究領(lǐng)域：意識(shí)理論，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)

Anil K. Seth & Tim Bayne | 作者

李路凱、陳斯信 | 譯者

鄧一雪 | 編輯

論文題目：
Theories of consciousness
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41583-022-00587-4

摘要

一、引言

二、預(yù)備知識(shí)

三、四類(lèi)意識(shí)理論路徑

1. 高階理論

2. 全局工作空間理論

3. 整合信息論

4. 復(fù)饋/預(yù)測(cè)處理理論

四、意識(shí)理論的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展方向

五、展望

摘要

近年來(lái)，有關(guān)意識(shí)的生物和物質(zhì)基礎(chǔ)的理論層出不窮。好的理論能夠指導(dǎo)實(shí)證研究，解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)新型實(shí)驗(yàn)技術(shù)，以及擴(kuò)展我們控制感興趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。然而，在意識(shí)領(lǐng)域，目前的理論如何相互關(guān)聯(lián)或者能否用實(shí)驗(yàn)鑒別，尚不清楚。為了闡明這一復(fù)雜的領(lǐng)域，我們回顧了四類(lèi)重要的意識(shí)理論（Theories of Consciousness，TOC）路徑：高階理論（higher-order theories，HOT）、全局工作空間理論（global workspace theories，GWT）、整合信息論（integrated information theory，IIT）和復(fù)饋/預(yù)測(cè)處理理論（re-entry and predictive processing theories）。通過(guò)指明它們?cè)噲D解釋的意識(shí)問(wèn)題、它們的神經(jīng)生物學(xué)承諾、以及它們引證的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，刻畫(huà)了這四類(lèi)路徑的主要特征。我們考慮了一些重要的實(shí)驗(yàn)爭(zhēng)論如何可能區(qū)分不同理論，并列舉了三個(gè)意識(shí)理論需要發(fā)展的方向，使它們能夠被神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)所檢驗(yàn)。有理由相信，意識(shí)理論的迭代發(fā)展、驗(yàn)證和比較將導(dǎo)向更深刻的理解。

一、引言

在意識(shí)科學(xué)復(fù)蘇的最初幾十年，研究者們側(cè)重于尋找“意識(shí)的神經(jīng)相關(guān)物” （neural correlates of consciousness, NCC）。嚴(yán)格地說(shuō)，NCC是足以構(gòu)成某種意識(shí)狀態(tài)的最小神經(jīng)事件集；在實(shí)踐中，尋找NCC包括尋找與意識(shí)最密切相關(guān)的大腦狀態(tài)和過(guò)程[1-3]。專(zhuān)注于尋找NCC的工作是有用的，因?yàn)?NCC“理論中立”，為具有不同理論和哲學(xué)背景的研究人員提供了共同的語(yǔ)言和方法。然而，NCC框架的局限性變得越來(lái)越明顯，比如難以將NCC從意識(shí)的神經(jīng)先決條件和附帶影響中區(qū)分出來(lái)[4-7]。為了應(yīng)對(duì)這些限制，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注意識(shí)理論（theories of consciousness, ToC）的發(fā)展。在ToC的幫助下，我們能超越基于NCC的方法，轉(zhuǎn)而去探索具有解釋性洞見(jiàn)的意識(shí)模型。事實(shí)上，意識(shí)科學(xué)的主要目標(biāo)就是得到被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的ToC[8,9]。

NCC的研究方法強(qiáng)調(diào)意識(shí)與大腦活動(dòng)之間的相關(guān)性，而ToC則側(cè)重于鑒別意識(shí)特征與神經(jīng)機(jī)理之間的解釋性聯(lián)系[10]。話(huà)雖如此，理論家們經(jīng)常采用不同的話(huà)語(yǔ)體系來(lái)解釋神經(jīng)活動(dòng)和意識(shí)之間的聯(lián)系。一部分人認(rèn)為，令人滿(mǎn)意的ToC應(yīng)該縮小“解釋鴻溝”（方框 1），使神經(jīng)活動(dòng)和意識(shí)之間的關(guān)系，像水的化學(xué)結(jié)構(gòu)與其總體特性之間的關(guān)系一樣，清晰明了[11]。另一部分人認(rèn)為，“解釋鴻溝”不一定能完全消除，但仍然希望有一個(gè)框架可以解釋意識(shí)的某些方面，減少或消除有關(guān)意識(shí)的生理基礎(chǔ)的神秘感[12,13]。還有一部分人認(rèn)為， “解釋鴻溝”具有誤導(dǎo)性，不應(yīng)該被意識(shí)科學(xué)認(rèn)真對(duì)待[14,15]。

方框1

意識(shí)理論和“困難問(wèn)題”

20世紀(jì)90年代，大衛(wèi)·查默斯 (David Chalmers) 區(qū)分了意識(shí)的“困難”和“簡(jiǎn)單”問(wèn)題[164]。簡(jiǎn)單問(wèn)題涉及與意識(shí)相關(guān)的功能和行為，而困難問(wèn)題涉及意識(shí)的（現(xiàn)象，主觀）體驗(yàn)。使這個(gè)難題變得困難的是“解釋鴻溝”[165]——這是一種直覺(jué)，即似乎不可能用物理或功能術(shù)語(yǔ)對(duì)主觀體驗(yàn)給予完全還原論的解釋。

一些意識(shí)理論（比如整合信息論和某些版本的高階理論）直接著手處理困難問(wèn)題。其它一些理論（比如全局工作空間理論）關(guān)注與意識(shí)相關(guān)的功能和行為特性，盡管可以認(rèn)為它們也著手處理了困難問(wèn)題，但這并不是其支持者的主要目標(biāo)。第三種策略（被一些預(yù)測(cè)處理理論家采用）旨在提供一個(gè)框架，在其中可以解決有關(guān)意識(shí)現(xiàn)象特征的各種問(wèn)題，而不試圖解釋現(xiàn)象本身的存在性[67]——這有時(shí)被稱(chēng)為“真正的問(wèn)題”[13, 166]。

意識(shí)領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是，困難問(wèn)題應(yīng)當(dāng)由科學(xué)來(lái)解決嗎？還是應(yīng)當(dāng)被擱置而不是被解決？認(rèn)為困難問(wèn)題應(yīng)當(dāng)被擱置的人經(jīng)常爭(zhēng)辯說(shuō)，正是我們用來(lái)表達(dá)自身意識(shí)狀態(tài)的概念（“現(xiàn)象概念”）的特殊性，導(dǎo)致了這個(gè)難題的出現(xiàn)[167,168]。一個(gè)相關(guān)的觀點(diǎn)是幻覺(jué)主義，它認(rèn)為我們實(shí)際上并沒(méi)有現(xiàn)象狀態(tài)，而只是將自己表示為具有這種狀態(tài)[14,15]。不管這些假說(shuō)的優(yōu)點(diǎn)是什么，隨著我們解釋、預(yù)測(cè)和控制意識(shí)的現(xiàn)象屬性和功能屬性的能力增強(qiáng)，困難問(wèn)題或許會(huì)變得沒(méi)那么棘手[166,169]。

表1列出了現(xiàn)有的眾多ToC。值得注意的是，隨著實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累，眾多ToC并沒(méi)有逐漸被證偽從而被放棄，它們的數(shù)量不降反增。這種現(xiàn)象促使人們將現(xiàn)有理論相互整合[16]，或進(jìn)行“對(duì)抗式合作”。在“對(duì)抗式合作”中，對(duì)于某個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否會(huì)支持或破壞某個(gè)理論，不同理論的支持者們需要事先達(dá)成一致[17]。然而，理論整合和“對(duì)抗式合作”都存在重大挑戰(zhàn)，我們將討論這一點(diǎn)。

表格1 | 意識(shí)理論選集

理論	核心觀點(diǎn)	關(guān)鍵文獻(xiàn)
高階理論	對(duì)低階心智狀態(tài)的高階表征產(chǎn)生意識(shí)	31,46
自組織高階表征理論	意識(shí)是大腦對(duì)自己的高階表征	34,140
受注意的中間表征理論	被注意力放大的中間層表征產(chǎn)生意識(shí)	141,142
全局工作空間理論	點(diǎn)火并廣播到神經(jīng)元全局工作空間的信息進(jìn)入意識(shí)，額葉與頂葉承擔(dān)中心樞紐般的作用	47–49
整合信息理論	意識(shí)就是產(chǎn)生最大不可約整合信息的物質(zhì)基礎(chǔ)的因果結(jié)構(gòu)	57,59,60
閉合信息理論	意識(shí)依賴(lài)于對(duì)環(huán)境的非平凡信息閉合，特別是粗粒度水平	143
動(dòng)態(tài)核心理論	神經(jīng)活動(dòng)的功能集群結(jié)合了高層次的動(dòng)態(tài)整合與分化，產(chǎn)生意識(shí)	144
神經(jīng)元達(dá)爾文主義	自然選擇原理塑造的價(jià)值依賴(lài)型學(xué)習(xí)的歷史信息，反應(yīng)在復(fù)饋行為上，產(chǎn)生意識(shí)	145,146
局部循環(huán)	意識(shí)依賴(lài)于皮層的局部復(fù)饋或循環(huán)過(guò)程，能促進(jìn)學(xué)習(xí)	65,71
預(yù)測(cè)處理	感知依賴(lài)于對(duì)感覺(jué)信號(hào)的成因的預(yù)測(cè)推斷。它提供了一個(gè)框架，有助于系統(tǒng)地將神經(jīng)機(jī)制映射到意識(shí)的各個(gè)方面	67,73,79
神經(jīng)元表征理論	意識(shí)依賴(lài)于多級(jí)神經(jīng)編碼的預(yù)測(cè)表示	84
主動(dòng)推斷	具有不同的觀點(diǎn)，比如意識(shí)依賴(lài)于對(duì)自主行為的時(shí)序的和反事實(shí)的深度推理	76;另見(jiàn)91
野獸機(jī)器理論	以意識(shí)依賴(lài)于以?xún)?nèi)穩(wěn)態(tài)控制為導(dǎo)向的預(yù)測(cè)推理	13,75,77;另見(jiàn)90
神經(jīng)元主觀架構(gòu)	意識(shí)依賴(lài)于提供第一人稱(chēng)視角身體狀態(tài)的神經(jīng)圖譜	24
自我浮現(xiàn)理論	意識(shí)依賴(lài)于內(nèi)穩(wěn)態(tài)程序和多層次內(nèi)感受圖之間的相互作用，以情感和感覺(jué)為核心	23,147
注意力圖式理論	意識(shí)依賴(lài)于注意力控制的神經(jīng)編碼模型	148
多重草稿模型	意識(shí)依賴(lài)于多個(gè)（可能不一致的）表示，而不是中央系統(tǒng)可用的單一、統(tǒng)一的表示	149
感覺(jué)運(yùn)動(dòng)理論	意識(shí)依賴(lài)于對(duì)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)突發(fā)事件規(guī)律的掌握	88
無(wú)限聯(lián)想學(xué)習(xí)	意識(shí)依賴(lài)于一種學(xué)習(xí)形式，使生物體將自身的驅(qū)動(dòng)力與新穎、復(fù)合和非反射誘導(dǎo)的刺激或動(dòng)作聯(lián)系起來(lái)	150
樹(shù)突整合理論	意識(shí)依賴(lài)于細(xì)胞水平的自上而下和自下而上信號(hào)的整合	151
電磁場(chǎng)理論	意識(shí)就是編碼在大腦電磁場(chǎng)中的物理整合的、因果活躍的信息	152
調(diào)諧客觀還原理論	意識(shí)依賴(lài)于神經(jīng)元內(nèi)的微管中發(fā)生的量子計(jì)算	18

在這篇綜述中，我們考慮了ToC之間的關(guān)系，以及它們與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的聯(lián)系。我們指明了幾條發(fā)展路徑，能夠讓理論發(fā)展和實(shí)證研究相互支持和促進(jìn)，從而尋找令人滿(mǎn)意的對(duì)意識(shí)體驗(yàn)的科學(xué)解釋。我們只考慮那些本身以神經(jīng)生物學(xué)術(shù)語(yǔ)表達(dá)的理論，或者被合理地認(rèn)為包含可以用神經(jīng)生物學(xué)術(shù)語(yǔ)表達(dá)的主張的理論。（正如我們將看到的，一些“神經(jīng)生物學(xué)”ToC使用信息論或“功能之間的聯(lián)系”等抽象語(yǔ)言進(jìn)行表達(dá)，僅因?yàn)槠涑橄笳Z(yǔ)言能與特定的神經(jīng)機(jī)制建立聯(lián)系而被稱(chēng)為“神經(jīng)生物學(xué)”）。另外，我們只考慮與已知物理理論一致的神經(jīng)科學(xué)理論。我們也不考慮將意識(shí)直接與量子力學(xué)過(guò)程聯(lián)系起來(lái)的理論（比如[18,19]）。

二、預(yù)備知識(shí)

ToC之間“雞同鴨講”的主要原因之一是它們通常具有不同的解釋目標(biāo)。因此，我們首先考慮，一個(gè)詳盡的ToC需要解釋哪些內(nèi)容。即使這個(gè)問(wèn)題也存在爭(zhēng)議，理論家們?cè)赥oC應(yīng)該解釋什么樣的意識(shí)現(xiàn)象上經(jīng)常無(wú)法達(dá)成一致。

意識(shí)的核心問(wèn)題是“第一人稱(chēng)體驗(yàn)”或“主觀知覺(jué)”。雖然，除了循環(huán)定義以外，無(wú)法對(duì)這些術(shù)語(yǔ)進(jìn)行定義，但意識(shí)研究的對(duì)象可以用一些直觀的特征來(lái)進(jìn)行區(qū)分和限定。比如使用“有某種感覺(jué)”（something it is like）來(lái)描述某個(gè)生物體具有意識(shí)[20]，使用“感覺(jué)起來(lái)怎么樣”（what it is like）來(lái)區(qū)分兩種不同的意識(shí)狀態(tài)。一個(gè)詳盡的ToC不僅需要解釋為什么一些生物體或系統(tǒng)有意識(shí)而另一些沒(méi)有意識(shí)，還需要解釋為什么不同的過(guò)程導(dǎo)致不同的意識(shí)狀態(tài)。

意識(shí)狀態(tài)可以分為兩類(lèi)：全局狀態(tài)和局部狀態(tài)。全局狀態(tài)描述生物體的整體主觀特征，并與覺(jué)醒水平的變化、行為反應(yīng)的變化有關(guān)。常見(jiàn)的全局狀態(tài)包括清醒、做夢(mèng)、鎮(zhèn)靜、最低意識(shí)狀態(tài)（或許還包括迷幻狀態(tài)）。這些全局狀態(tài)有時(shí)被稱(chēng)為“意識(shí)水平”，但我們更喜歡“全局狀態(tài)”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，因?yàn)樗粝铝诉@樣一種可能性，即這些狀態(tài)無(wú)法在單一維度上被完整地排序，而最適合在多維空間內(nèi)被描述[21]。

局部狀態(tài)——通常被稱(chēng)為“意識(shí)的內(nèi)容”或具有“感質(zhì)（qualia）”的狀態(tài)——的特征被“這種狀態(tài)感覺(jué)起來(lái)怎么樣”所刻畫(huà)。頭痛的局部狀態(tài)與聞咖啡的局部狀態(tài)不同，因?yàn)轭^痛的感覺(jué)與聞咖啡的感覺(jué)不同。局部狀態(tài)的描述可以具有多層級(jí)的顆粒度，從低級(jí)的感知特征（例如顏色）到單個(gè)物體，再到完整的多模態(tài)場(chǎng)景感知。一些重要的局部狀態(tài)構(gòu)成了自我體驗(yàn)的基礎(chǔ)，自我體驗(yàn)包括情緒、情感、意志、擁有身體的感覺(jué)、明晰的自傳體記憶等[13, 22-24]。雖然神經(jīng)生物學(xué)理論傾向于關(guān)注具有感覺(jué)和感知內(nèi)容的局部狀態(tài)，但意識(shí)還包括具有認(rèn)知和命題內(nèi)容的局部狀態(tài)，例如解決填字游戲時(shí)出現(xiàn)的想法。重要的是，在特定的時(shí)刻，一個(gè)生物體具有的眾多局部狀態(tài)并非簡(jiǎn)單而獨(dú)立地出現(xiàn)，相反，它們作為單一的意識(shí)場(chǎng)景的組成部分，被綁定在一起[25, 26]。

第二個(gè)區(qū)別是意識(shí)的現(xiàn)象屬性和功能屬性之間的區(qū)別?，F(xiàn)象屬性是指意識(shí)的主觀體驗(yàn)特征，也就是說(shuō)“感覺(jué)起來(lái)怎么樣”。功能屬性關(guān)注的是，對(duì)具有意識(shí)并因此獲得好處的生物體而言，在它的認(rèn)知經(jīng)濟(jì)性方面，心智狀態(tài)承擔(dān)了什么角色。（這里的“功能”包括目的論功能——由進(jìn)化形成的功能——和部署性功能——一個(gè)過(guò)程在它所屬的更大系統(tǒng)的運(yùn)作過(guò)程中所起的作用；見(jiàn)參考文獻(xiàn) 27）例如，有意識(shí)地看到咖啡杯可以實(shí)現(xiàn)一系列功能，包括靈活地使用杯子（可能是從杯子里喝水，或者把它扔到房間的另一頭），對(duì)上述事件進(jìn)行情景記憶，以及提供有關(guān)上述體驗(yàn)的口頭報(bào)告。雖然我們區(qū)分了意識(shí)的現(xiàn)象屬性和功能屬性，但并不是說(shuō)它們相互獨(dú)立（它們很可能不是獨(dú)立的），只因?yàn)樗鼈優(yōu)?ToC 提供了不同的解釋目標(biāo)。正如我們將看到的，一些 ToC 關(guān)注意識(shí)的現(xiàn)象特征，另一些則關(guān)注意識(shí)的功能特征，還有一些試圖同時(shí)解釋意識(shí)的功能特征和現(xiàn)象特征。

第三個(gè)區(qū)別是ToC可能試圖回答的，有關(guān)局部狀態(tài)（“內(nèi)容”）的兩種問(wèn)題。一方面，人們可能會(huì)問(wèn)為什么生物體處于某個(gè)局部狀態(tài)（而不是另一個(gè)局部狀態(tài)）。另一方面，人們可能會(huì)問(wèn)，為什么一個(gè)特定的局部狀態(tài)具有它所具有的主觀體驗(yàn)特征（而不是其它類(lèi)型的特征）。這種區(qū)別可以用雙目競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)來(lái)解釋。在雙目競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)中，被試的每只眼睛都接收到不同的刺激（例如，右眼呈現(xiàn)房子，左眼呈現(xiàn)人臉），被試的視覺(jué)體驗(yàn)在左眼刺激和右眼刺激之間交替[28]。在特定時(shí)刻，意識(shí)內(nèi)容只包含房子，而不包含人臉，此時(shí)，我們可以問(wèn)，為什么在這一刻對(duì)應(yīng)于“房子”的心理狀態(tài)是有意識(shí)的（而“人臉”的心理狀態(tài)無(wú)意識(shí)），我們也可以問(wèn)為什么房子的視覺(jué)體驗(yàn)具有它們所具有的獨(dú)特的體驗(yàn)特征，而不是具有看到一張臉，聽(tīng)到鈴鐺響或感到疼痛時(shí)的體驗(yàn)特征。值得注意的是，可能有一些內(nèi)容是不可能有意識(shí)的（例如，初級(jí)感知或調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的低級(jí)處理過(guò)程），而其它內(nèi)容只能是有意識(shí)的（例如，全局整合的感知場(chǎng)景）。因此，除了解釋為什么某些心理內(nèi)容在某些情景中是有意識(shí)的，而在其它情景中不是，另一個(gè)挑戰(zhàn)是解釋?zhuān)瑸槭裁茨承﹥?nèi)容永遠(yuǎn)不會(huì)是有意識(shí)的，而某些內(nèi)容只能作為有意識(shí)的存在。

大多數(shù)ToC并沒(méi)有試圖同時(shí)解決我們剛剛闡明的所有意識(shí)問(wèn)題，它們?cè)噲D解釋意識(shí)的某些方面的問(wèn)題，它們或許將這種努力看做邁向詳盡完整的意識(shí)理論的一步。雖然，只研究意識(shí)的某一方面，這種局限本身并不構(gòu)成對(duì)某一ToC的批駁和反對(duì)，但這確實(shí)意味著意識(shí)理論之間的相互比較變得沒(méi)有那么簡(jiǎn)單而直接了。如果不同理論針對(duì)意識(shí)的不同方面（例如，一種理論專(zhuān)注于意識(shí)的現(xiàn)象特征，另一種理論關(guān)注其功能特征），那它們乍一看可能不像“對(duì)手”。

本文回顧的ToC分為四類(lèi)：高階理論（HOT），全局工作空間理論（GWT），整合信息論（IIT）以及復(fù)饋/預(yù)測(cè)處理理論。雖然某些對(duì)意識(shí)的解釋跨越了多個(gè)類(lèi)別，而另一些則無(wú)法合理地歸入這些類(lèi)別中的任何一個(gè)（表格 1），但這種四分類(lèi)方法提供了一個(gè)視角，有助于理解意識(shí)科學(xué)的研究現(xiàn)狀（方框2；關(guān)于其它對(duì)理論進(jìn)行分組的方式，見(jiàn)[29]）。在下文中，我們將介紹每個(gè)類(lèi)別的關(guān)鍵元素，描述一些值得注意的類(lèi)別內(nèi)差異，并指明最密切相關(guān)的意識(shí)問(wèn)題。然后，我們根據(jù)一些經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)爭(zhēng)論，來(lái)說(shuō)明這些ToC如何相互關(guān)聯(lián)，并提出了幾個(gè)建議，我們認(rèn)為這些建議將有助于推動(dòng)意識(shí)的理論發(fā)展和實(shí)驗(yàn)研究之間的良性循環(huán)。

方框2

其他方案：注意、學(xué)習(xí)和情感

除了本文提及的理論方法（表1）之外，意識(shí)理論還包含許多其它方向。一種方法側(cè)重于注意力。例如，Graziano的注意力圖式理論（attention schema theory）將有意識(shí)的感知與注意力控制模型聯(lián)系起來(lái)[148]。另一種基于注意力的意識(shí)理論是被注意的中間表征理論（attended intermediate representational theory）。該理論首先由Jackendoff[141]提出并由Prinz[142]發(fā)展，該理論認(rèn)為，當(dāng)中級(jí)感知表征獲得注意力時(shí)，意識(shí)就會(huì)發(fā)生。

其它理論方向側(cè)重于學(xué)習(xí)。比如Jablonka和Ginsburg認(rèn)為，“無(wú)限聯(lián)想學(xué)習(xí)”提供最小意識(shí)，這種學(xué)習(xí)機(jī)制使生物體將自身的驅(qū)動(dòng)力與新穎、復(fù)合和非反射誘導(dǎo)的刺激或動(dòng)作聯(lián)系起來(lái)[150]。其它基于學(xué)習(xí)的理論與我們已經(jīng)描述的一些理論部分重疊，比如Cleeremans版本的高階理論[34,140]和Lamme的局部循環(huán)理論（local recurrency account），后者認(rèn)為循環(huán)信號(hào)憑借其在學(xué)習(xí)中的作用產(chǎn)生意識(shí)[65]。基于學(xué)習(xí)的理論也與“選擇主義”密切相關(guān)，它們認(rèn)為意識(shí)來(lái)源于神經(jīng)元團(tuán)簇內(nèi)部和之間的類(lèi)似進(jìn)化的動(dòng)力學(xué)[145,146]。

基于情感的理論強(qiáng)調(diào)大腦在生理調(diào)節(jié)中的作用，作為意識(shí)的基礎(chǔ)。比如Damasio認(rèn)為意識(shí)依賴(lài)于生物體生理狀況的分層嵌套表征[147,170]，他還將情感與預(yù)測(cè)處理過(guò)程相結(jié)合，在控制導(dǎo)向的內(nèi)感受預(yù)測(cè)過(guò)程中建立意識(shí)體驗(yàn)[13,77,90]。一些基于情感的理論否認(rèn)皮層中的機(jī)制是意識(shí)所必需的，而將產(chǎn)生意識(shí)的機(jī)制定位在腦干中[171,172]（反對(duì)的觀點(diǎn)另見(jiàn)參考文獻(xiàn) 173）。

三、四類(lèi)意識(shí)理論路徑

1. 高階理論

所有高階理論（HOT）共有的核心主張是，某種精神狀態(tài)是有意識(shí)的，當(dāng)且僅當(dāng)它成為某種元表征狀態(tài)指向的目標(biāo)。元表征不僅僅指在層次化處理結(jié)構(gòu)中位于更高層或更深層的表征，而是指以其它表征為指向目標(biāo)的表征（圖1）。例如，內(nèi)容為“我正在經(jīng)歷的視覺(jué)體驗(yàn)中包含一個(gè)正在移動(dòng)的點(diǎn)”的表征是一個(gè)元表征，因?yàn)樗膬?nèi)容涉及自己對(duì)世界的表征，而不是世界本身。

不同HOT之間的重要區(qū)別之一，是它們對(duì)負(fù)責(zé)意識(shí)的元表征的性質(zhì)和作用的解釋不同。某些HOT發(fā)現(xiàn)某些元表征對(duì)包含思想的意識(shí)（或類(lèi)似思想的狀態(tài)）至關(guān)重要[30-32]。另一些HOT則從計(jì)算的角度進(jìn)行說(shuō)明。在自組織元表征解釋中，高階大腦網(wǎng)絡(luò)將低階網(wǎng)絡(luò)編碼的表征重新編碼成元表征，這一過(guò)程與意識(shí)有關(guān)[33, 34]。此外，高階狀態(tài)空間理論提出，主觀報(bào)告（例如，諸如“我感知到了X”之類(lèi)的陳述）是關(guān)于感知內(nèi)容的生成模型的元認(rèn)知（高階）決策[35]。然而，感知現(xiàn)實(shí)監(jiān)測(cè)理論（perceptual reality monitoring）假設(shè)，當(dāng)高階網(wǎng)絡(luò)將某個(gè)一階表征當(dāng)做外部世界的可靠反映時(shí)，意識(shí)感知就會(huì)產(chǎn)生[36, 37]。

正如前文所述，HOT專(zhuān)注于解釋為什么有些內(nèi)容是有意識(shí)的，而另一些則沒(méi)有。但下述HOT也不局限于解釋這一點(diǎn)——它們也能用來(lái)解決有關(guān)局部狀態(tài)的體驗(yàn)特征的問(wèn)題。一個(gè)典型的例子考察了這樣一種（有爭(zhēng)議的）直覺(jué)，即感知體驗(yàn)的內(nèi)容通常超過(guò)“一階”感官表征中的有效信息，比如周邊視覺(jué)體驗(yàn)[38,39]。對(duì)此，基于HOT的假說(shuō)認(rèn)為，周邊視覺(jué)體驗(yàn)“膨脹”的現(xiàn)象是由一階狀態(tài)的高階表征錯(cuò)誤造成的。HOT方法還能解釋為什么某些內(nèi)容是不可能有意識(shí)的（它們不能成為適當(dāng)?shù)脑碚鳡顟B(tài)的目標(biāo)），以及為什么某些內(nèi)容必然是有意識(shí)的（它們必然伴隨有適當(dāng)?shù)脑碚鳡顟B(tài)）。HOT很少關(guān)注意識(shí)的全局狀態(tài)，但他們能夠根據(jù)（元）表征過(guò)程的完整性來(lái)解釋全局狀態(tài)之間的區(qū)別。

一個(gè)特別有趣的問(wèn)題是HOT能否（如果能，如何）解釋各種體驗(yàn)的獨(dú)特體驗(yàn)特征。為什么欣賞日落的體驗(yàn)特征與頭痛的體驗(yàn)特征如此不同？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，HOT的回應(yīng)大體如下：一個(gè)狀態(tài)的體驗(yàn)特征是由相關(guān)的元表征狀態(tài)賦予它的屬性決定的。大多數(shù)這類(lèi)解釋都集中在視覺(jué)體驗(yàn)上[40]，但也有解釋情緒狀態(tài)[41]和元認(rèn)知狀態(tài)的工作，例如在感知決策過(guò)程中，自信的感覺(jué)是什么樣的[42, 43]。最后，任何完全還原論版的HOT都必須解釋為什么各種屬性的表征會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的體驗(yàn)，以及神經(jīng)活動(dòng)最初如何使這些屬性呈現(xiàn)。

HOT主要解釋了心智狀態(tài)具有意識(shí)的原因，因此，該方法不提出任何關(guān)于意識(shí)功能的特定觀點(diǎn)。事實(shí)上，一些HOT淡化了意識(shí)具有獨(dú)特功能的觀點(diǎn)[44]。另一些版本的HOT，通過(guò)與信念判斷和錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)相關(guān)的元認(rèn)知過(guò)程，來(lái)鑒別意識(shí)的功能作用[45]。此外，盡管HOT允許有意識(shí)的心智狀態(tài)伴隨有意識(shí)的元認(rèn)知判斷——例如顯式的行為監(jiān)測(cè)或主觀信念的報(bào)告——但大多數(shù)HOT并不要求有意識(shí)的感知必然伴隨相應(yīng)的有意識(shí)的元認(rèn)知狀態(tài)。相反，若元表征想要被意識(shí)到，它必須成為合適的元表征狀態(tài)的對(duì)象。

從意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)角度考慮，對(duì)元表征的著重關(guān)注導(dǎo)致HOT研究者們著重強(qiáng)調(diào)前部皮層區(qū)域，特別是前額葉[30]，因?yàn)檫@些區(qū)域與復(fù)雜的認(rèn)知功能相關(guān)。然而，盡管大多數(shù)HOT認(rèn)為前半部分大腦產(chǎn)生意識(shí)，但對(duì)于具體哪些區(qū)域（或過(guò)程）是產(chǎn)生意識(shí)所必須的，仍有分歧[46]。

圖1：高階理論。意識(shí)的高階理論（HOT）的核心主張是，心智狀態(tài)有意識(shí)的原因是它成為了特定種類(lèi)的元表征指向的目標(biāo)。例如，后部皮層中的視覺(jué)信號(hào)的低階表征，在被正確類(lèi)型的高階元表征所指向時(shí)，將提供有意識(shí)的視覺(jué)感知。認(rèn)為前部皮層區(qū)域，特別是前額葉區(qū)域，參與意識(shí)內(nèi)容的產(chǎn)生的實(shí)證研究，是HOT的支持性證據(jù)，特別是當(dāng)有意識(shí)和無(wú)意識(shí)狀態(tài)都與之匹配時(shí)[30,100]。將元認(rèn)知與前額葉區(qū)域聯(lián)系起來(lái)的病變證據(jù)，也間接地支持HOT[153]。HOT也受到一些實(shí)證研究的挑戰(zhàn)，比如某些研究認(rèn)為前部區(qū)域與意識(shí)無(wú)關(guān)[108, 154]，它可能只是為了實(shí)現(xiàn)主觀報(bào)告和執(zhí)行控制而存在[6]。

2. 全局工作空間理論

全局工作空間理論（GWT）起源于人工智能中的“黑板”架構(gòu)，黑板是一種中央資源庫(kù)，各種專(zhuān)用處理器通過(guò)它共享和接收信息。第一個(gè)GWT[47]是在認(rèn)知層面上構(gòu)建的，它提出，有意識(shí)的心智狀態(tài)是那些“全局可用”的狀態(tài)，能被各種認(rèn)知過(guò)程利用，包括注意力、評(píng)估、記憶和口頭報(bào)告。GWT的核心主張是，信息能夠被各式各樣的作為信息消費(fèi)者的認(rèn)知系統(tǒng)所利用，這種可利用性構(gòu)成了意識(shí)體驗(yàn)（圖 2）。

這一基本主張后來(lái)發(fā)展成了神經(jīng)理論——通常被稱(chēng)為“全局神經(jīng)元工作空間理論”——根據(jù)該理論，當(dāng)感覺(jué)信息在神經(jīng)元工作空間內(nèi)“廣播”時(shí)，感覺(jué)信息可以獲得意識(shí)，該工作空間在解剖學(xué)上廣泛存在于高級(jí)聯(lián)合皮質(zhì)內(nèi)，特別是（但也不只是）前額葉[48, 49]。對(duì)全局工作空間的訪(fǎng)問(wèn)需要通過(guò)非線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò)“點(diǎn)火”實(shí)現(xiàn)，其中的循環(huán)處理過(guò)程放大并維持神經(jīng)元表征[50]。與元表征相比，對(duì)點(diǎn)火和廣播的強(qiáng)調(diào)是GWT與HOT方法的差異之一。

與HOT類(lèi)似，GWT關(guān)注意識(shí)產(chǎn)生的原因，很少關(guān)注不同意識(shí)體驗(yàn)之間的差異（除了[51]等）?；氐诫p目競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)，GWT旨在解釋為什么在特定時(shí)刻，對(duì)應(yīng)于“房子”的心智狀態(tài)有意識(shí)（而對(duì)應(yīng)于“人臉”的心智狀態(tài)沒(méi)有意識(shí)），但并不直接解釋看到房子和看到人臉的主觀體驗(yàn)差異。

GWT在意識(shí)體驗(yàn)的特征問(wèn)題上相對(duì)沉默，但與此同時(shí)更關(guān)注意識(shí)的功能屬性。事實(shí)上，GWT經(jīng)常作為“意識(shí)通達(dá)”[49]的明確解釋?zhuān)灰簿褪钦f(shuō)，它能解釋為什么某些表征可以（而其它表征不能）被各式各樣的作為信息消費(fèi)者的認(rèn)知系統(tǒng)靈活使用。GWT賦予意識(shí)的核心功能是，意識(shí)狀態(tài)能夠以靈活的、語(yǔ)境相關(guān)的方式指導(dǎo)認(rèn)知和行為。GWT還清楚地說(shuō)明了意識(shí)與其它認(rèn)知過(guò)程的關(guān)系，例如注意力和工作記憶。注意力對(duì)特定信號(hào)進(jìn)行選擇和放大，使它們進(jìn)入工作空間（因此是有意識(shí)的）；而意識(shí)和工作記憶也密切相關(guān)，因?yàn)楸蛔⒁獾降墓ぷ饔洃泝?nèi)容是有意識(shí)的，它們通過(guò)全局工作空間進(jìn)行廣播[49]。

GWT根據(jù)工作空間功能完整性的變化來(lái)解釋意識(shí)的全局狀態(tài)的變化。在神經(jīng)活動(dòng)上，意識(shí)的全局性喪失有兩個(gè)方面的反映。一方面是位于額葉與頂葉的，被認(rèn)為是全局工作空間中的“樞紐”節(jié)點(diǎn)的區(qū)域，它們的功能連接或動(dòng)態(tài)連接受損[52]。另一方面是功能連接越來(lái)越傾向于直接反映潛在的結(jié)構(gòu)連接模式[53-55]。

GWT引出的一個(gè)重要問(wèn)題是，工作空間需要具備哪些條件才能具有“全局”性質(zhì)[25, 56]。是工作空間所廣播的消費(fèi)者認(rèn)知系統(tǒng)的數(shù)量（和類(lèi)型）更重要？還是工作空間內(nèi)發(fā)生的廣播類(lèi)型更重要？還是這兩個(gè)因素都與“全局工作空間”有關(guān)？如果我們想知道 GWT能對(duì)嬰兒、腦損傷個(gè)體、接受過(guò)裂腦手術(shù)的人、非人類(lèi)動(dòng)物和人工智能系統(tǒng)的意識(shí)做出什么預(yù)測(cè)，就需要回答這些問(wèn)題。

圖2：全局工作空間理論。GWT的核心主張是，心智狀態(tài)在全局工作空間內(nèi)廣播時(shí)具有意識(shí)，額葉與頂葉區(qū)域的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在全局工作空間中扮演著中心樞紐般的角色。當(dāng)局域處理系統(tǒng)（例如感覺(jué)區(qū)域）被點(diǎn)火時(shí)，其中的活動(dòng)會(huì)暫時(shí)性地具有對(duì)工作空間的“可移動(dòng)性”[155]。對(duì)GWT的實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持包括，將意識(shí)與點(diǎn)火的神經(jīng)元特征信號(hào)，或長(zhǎng)程信息共享的神經(jīng)元特征信號(hào)相關(guān)聯(lián)的研究[48, 49, 53, 101]。在外界刺激發(fā)生約200-300ms之后，對(duì)應(yīng)于有意識(shí)狀態(tài)或無(wú)意識(shí)狀態(tài)的試次，前部皮層區(qū)域的神經(jīng)活動(dòng)具有差異，這種差異被認(rèn)為是“點(diǎn)火”的神經(jīng)元特征信號(hào)。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)包括“無(wú)報(bào)告范式”實(shí)驗(yàn)[111] （另見(jiàn)[156]）。這種研究最近已推廣到解碼領(lǐng)域。例如，刺激后約300ms的神經(jīng)活動(dòng)模式能被用來(lái)預(yù)測(cè)主觀報(bào)告，而且這種方法可在不同感知模態(tài)間泛化[119]。有意識(shí)或無(wú)意識(shí)的內(nèi)容的長(zhǎng)程信息傳遞特征已經(jīng)使用一系列方法進(jìn)行了鑒定[49, 102]。與高階理論一樣，GWT受到前部區(qū)域可能參與行為報(bào)告而不是意識(shí)本身的證據(jù)的挑戰(zhàn)。

3. 整合信息論

整合信息論（IIT）的出發(fā)點(diǎn)與HOT或GWT非常不同——它提出了一種數(shù)學(xué)方法來(lái)描述現(xiàn)象學(xué)的特征。該理論先提出了關(guān)于意識(shí)體驗(yàn)的現(xiàn)象學(xué)特征的公理（即，不證自明的、適用于所有可能形式的意識(shí)的屬性），然后從這些公理推導(dǎo)出任何意識(shí)的物理底層所必須滿(mǎn)足的屬性。接著，IIT提出，將這些屬性實(shí)例化的物理系統(tǒng)，必然也將意識(shí)實(shí)例化[57-60]（見(jiàn)圖3）。具體來(lái)說(shuō)，IIT提出，應(yīng)該將意識(shí)理解為“因果力量”（cause-effect power），與物理系統(tǒng)產(chǎn)生的整合信息（integrated information）的不可化約的最大值相關(guān)。反過(guò)來(lái)，整合信息與信息理論上的數(shù)量Φ有關(guān)，它衡量的是——廣義上——一個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)整體（而不是獨(dú)立考慮的各部分），產(chǎn)生多少信息。在IIT中，意識(shí)是一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)在的、基本的屬性，它既由組成該系統(tǒng)的因果機(jī)制的性質(zhì)決定，也由這些機(jī)制的狀態(tài)決定[60]。

與HOT和GWT相反，IIT主要將意識(shí)和后部皮層區(qū)域（所謂的“后部熱區(qū)”，包括頂葉、顳葉和枕葉區(qū)域）聯(lián)系起來(lái)。部分原因是，據(jù)說(shuō)，這些區(qū)域表現(xiàn)出的神經(jīng)解剖學(xué)特性，很適合產(chǎn)生高層次的整合信息[59]。GWT和HOT（在功能層面）將意識(shí)與皮層信息處理的各個(gè)方面聯(lián)系起來(lái)。與它們不同，IIT并不是指“信息處理”本身，而是將意識(shí)與一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)在因果結(jié)構(gòu)（即一個(gè)系統(tǒng)影響自身的因果能力）的屬性聯(lián)系起來(lái)。根據(jù)IIT，任何能產(chǎn)生最大值非零的（不可化約的）整合信息的系統(tǒng)，至少在某種程度上，都是有意識(shí)的。因此，IIT似乎意味著，有意識(shí)的非生物系統(tǒng)已經(jīng)存在[61]。

IIT是相當(dāng)全面的理論，對(duì)意識(shí)的全局狀態(tài)和局部狀態(tài)都提供了說(shuō)明 [59]（見(jiàn)圖3）。全局狀態(tài)與系統(tǒng)產(chǎn)生的不可化約的整合信息量有關(guān)，用Φ來(lái)衡量。因此，IIT贊成用單維概念來(lái)把握全局狀態(tài)，因?yàn)樗岩粋€(gè)有機(jī)體的意識(shí)水平等同于它的Φ值。而局部狀態(tài)的體驗(yàn)特征，可以用“概念結(jié)構(gòu)”（conceptual structures）來(lái)理解，IIT將其視為高維空間中的“形狀”，由系統(tǒng)的機(jī)械性因果結(jié)構(gòu)所規(guī)定。這些形狀產(chǎn)生了（或者說(shuō)等同于）特定種類(lèi)的現(xiàn)象特征。例如，視覺(jué)體驗(yàn)的空間性質(zhì)，與早期視覺(jué)皮層中的網(wǎng)狀機(jī)制所規(guī)定的因果結(jié)構(gòu)有關(guān)[62]。意識(shí)的全局統(tǒng)一性是從整合信息的整合角度來(lái)解釋的——整體產(chǎn)生的信息超過(guò)了各個(gè)部分產(chǎn)生的信息。最后，當(dāng)且僅當(dāng)內(nèi)容被納入一個(gè)因果“復(fù)合體”中，內(nèi)容才是有意識(shí)的（否則則是無(wú)意識(shí)的）。這兒的復(fù)合體是物理系統(tǒng)的一個(gè)子集，支撐了最大的不可化約的整合信息。

圖3：整合信息論。整合信息論（IIT）的核心主張是，意識(shí)與物理系統(tǒng)的因果結(jié)構(gòu)是相同的，規(guī)定了不可化約的整合信息的最大值。意識(shí)的內(nèi)容與因果結(jié)構(gòu)的形式有關(guān)，而意識(shí)的水平則與因果結(jié)構(gòu)的不可化約性有關(guān)，可用數(shù)字Φ來(lái)衡量[59]。在解剖學(xué)上，IIT與后部皮層的“熱區(qū)”有關(guān)。要對(duì)這一核心主張進(jìn)行實(shí)證評(píng)估很有挑戰(zhàn)性，主要是因?yàn)?，?duì)Φ的測(cè)量是不可行的（除了對(duì)某些簡(jiǎn)單的模型系統(tǒng)）。目前，人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種Φ的替代指標(biāo)[157]，有的指標(biāo)看起來(lái)很有前景。其中，最令人矚目的是擾動(dòng)復(fù)雜指數(shù)（perturbational complexity index，PCI），它測(cè)量的是大腦對(duì)經(jīng)顱磁刺激的反應(yīng)的算法復(fù)雜度（Lempel-Ziv）[158]。重要的是，PCI，在跟蹤有神經(jīng)系統(tǒng)損傷的病人的全局意識(shí)狀態(tài)方面，具有診斷和預(yù)后價(jià)值[158]。然而，PCI并不等同于Φ，而且PCI值與全局意識(shí)狀態(tài)之間的相關(guān)性與其它意識(shí)理論并不矛盾。一些心理物理學(xué)研究間接支持了IIT，證據(jù)表明，視覺(jué)皮層內(nèi)側(cè)向連接強(qiáng)度的局部變化，可以改變視覺(jué)空間的結(jié)構(gòu)[116]，而全局狀態(tài)的變化，則與后部皮層區(qū)域功能多樣性和整合能力的降低有關(guān)[159]。不過(guò)，有證據(jù)表明，前部皮層區(qū)域的活動(dòng)是知覺(jué)意識(shí)所必須的，這將對(duì)IIT構(gòu)成挑戰(zhàn)。

回到雙目競(jìng)爭(zhēng)的例子，IIT解釋了為什么受試者報(bào)告說(shuō)看到了一棟房子（而不是一張臉）。IIT所主張的假說(shuō)是，受試者的報(bào)告所依據(jù)的情結(jié)，與對(duì)應(yīng)于內(nèi)容“房子”（而不是內(nèi)容“臉”）的概念結(jié)構(gòu)有關(guān)。而且，IIT用對(duì)應(yīng)概念結(jié)構(gòu)的“形狀”，來(lái)解釋看到房子和看到臉這兩種體驗(yàn)的區(qū)別。

雖然IIT對(duì)意識(shí)的各個(gè)方面提供了比大多數(shù)ToC更全面的處理，但它對(duì)意識(shí)和心智的其它方面（如注意力、學(xué)習(xí)和記憶）的關(guān)系說(shuō)得比較少，而且也沒(méi)有關(guān)注意識(shí)的具身性（embodiment）和環(huán)境嵌入性（environmental embeddedness）（后兩者也是HOT和GWT的挑戰(zhàn)）。盡管如此，IIT理論家們已經(jīng)開(kāi)始解決其中的一些挑戰(zhàn)。例如，他們開(kāi)發(fā)了“匹配復(fù)雜度”的測(cè)量方法，可以跟蹤智能體和其環(huán)境之間的共享信息；制定了基于智能體的模型，并發(fā)現(xiàn)，能夠有效地與周?chē)h(huán)境接觸的智能體，會(huì)表現(xiàn)出更多的整合信息[62-64]。

4. 復(fù)饋/預(yù)測(cè)處理理論

最后，我們考慮兩種理解意識(shí)的整體路徑，它們強(qiáng)調(diào)自上而下的信號(hào)在塑造和促成意識(shí)知覺(jué)方面的重要性。第一類(lèi)——復(fù)饋理論（re-entry theories）——本身就是一種ToC，將有意識(shí)的知覺(jué)與自上而下的（循環(huán)的、復(fù)饋的）信號(hào)聯(lián)系起來(lái)[65, 66]。第二類(lèi)——預(yù)測(cè)處理理論（predictive processing theories）——本身不是ToC，但是是對(duì)大腦（和身體）功能的更一般的描述，可以用來(lái)解釋和預(yù)測(cè)意識(shí)的屬性[67]。

復(fù)饋理論的動(dòng)機(jī)是，神經(jīng)生理學(xué)揭示了自上而下信號(hào)對(duì)有意識(shí)的知覺(jué)（通常是視覺(jué)）的重要性（例子見(jiàn)參考文獻(xiàn)68-70）。在一個(gè)著名的復(fù)饋理論——局部循環(huán)理論（local recurrency theory）中，Lamme認(rèn)為，在知覺(jué)皮層內(nèi)的局部循環(huán)或復(fù)饋，足以產(chǎn)生意識(shí)（前提是其它有利因素具有完整性，比如腦干的喚醒）。但可能需要頂葉和額葉區(qū)域來(lái)對(duì)知覺(jué)體驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行報(bào)告，或利用它們進(jìn)行推理和決策[65,71]（圖4）。

圖4：復(fù)饋/預(yù)測(cè)處理理論。復(fù)饋理論和預(yù)測(cè)處理的核心主張是，有意識(shí)的心理狀態(tài)，與自上而下的信號(hào)傳遞（復(fù)饋；粗箭頭）有關(guān)；對(duì)于預(yù)測(cè)處理來(lái)說(shuō)，這些信號(hào)傳遞的，是對(duì)感覺(jué)信號(hào)原因的預(yù)測(cè)（細(xì)箭頭表示自下而上的預(yù)測(cè)誤差）；因此，對(duì)預(yù)測(cè)誤差的不斷優(yōu)化，近似于貝葉斯推理。在大多數(shù)預(yù)測(cè)處理理論中，意識(shí)的內(nèi)容是由自上而下的預(yù)測(cè)內(nèi)容所指定的。支持這些理論的證據(jù)，來(lái)自于一些將自上而下的信號(hào)與知覺(jué)體驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)的研究[68-70, 160]。大量的研究進(jìn)一步支持了預(yù)測(cè)處理理論，證據(jù)表明，預(yù)期（expectation）塑造了意識(shí)知覺(jué)的內(nèi)容與速度[161-163]，其中，有一些研究將其與自上而下的信號(hào)傳遞直接聯(lián)系起來(lái)[160]。不過(guò)，如果有證據(jù)表明，自上而下的信號(hào)傳遞或預(yù)測(cè)處理，會(huì)在沒(méi)有意識(shí)的情況下發(fā)生，或者這些過(guò)程的變化不影響意識(shí)狀態(tài)，那么這些理論就會(huì)受到挑戰(zhàn)。

廣義上講，預(yù)測(cè)處理理論有兩個(gè)動(dòng)機(jī)。一個(gè)動(dòng)機(jī)是把感知問(wèn)題看做是對(duì)感覺(jué)信號(hào)的原因的推斷問(wèn)題[72,73]。另一個(gè)動(dòng)機(jī)——以自由能原理（free energy principle）[74]為例——強(qiáng)調(diào)在控制和調(diào)節(jié)方面的基本約束，這些約束適用于所有隨著時(shí)間推移，能保持其組織的系統(tǒng)[75-77]（但也參見(jiàn)文獻(xiàn)78）。兩者都導(dǎo)致了這樣一個(gè)概念：通過(guò)（通常是自上而下的）知覺(jué)預(yù)測(cè)和（通常是自下而上的）預(yù)測(cè)誤差的相互交流[80]（不過(guò)參見(jiàn)[81]），大腦實(shí)施了一個(gè)近似于貝葉斯推理的“預(yù)測(cè)誤差最小化過(guò)程”[79]。預(yù)測(cè)處理的一些表達(dá)方式，如主動(dòng)推理（active inference），增加了一個(gè)概念：最小化感官預(yù)測(cè)誤差，不僅可以通過(guò)更新預(yù)測(cè)，還可以通過(guò)執(zhí)行行動(dòng)，從而控制預(yù)測(cè)[82,83]。

雖然預(yù)測(cè)處理理論不是作為T(mén)oC產(chǎn)生的，但有人認(rèn)為，它們可以在神經(jīng)機(jī)制和現(xiàn)象學(xué)屬性之間，提供系統(tǒng)性的關(guān)聯(lián)[67]。這里的“系統(tǒng)性”指的是在理論的指導(dǎo)下，具有解釋力，而不是像經(jīng)典N(xiāo)CC方法那樣，僅僅提供經(jīng)驗(yàn)性的相關(guān)關(guān)系。從這個(gè)角度看，預(yù)測(cè)處理理論滿(mǎn)足了我們前面概述的ToC的許多要求。不過(guò)，最好把它認(rèn)為是意識(shí)科學(xué)的理論，而不是意識(shí)理論本身，因?yàn)榫汀邦A(yù)測(cè)處理和意識(shí)到底是什么關(guān)系”的問(wèn)題還有許多爭(zhēng)執(zhí)[84,85]。

預(yù)測(cè)處理理論，通常以自上而下的知覺(jué)預(yù)測(cè)的內(nèi)容，來(lái)處理局部意識(shí)狀態(tài)[73, 79, 86, 87]。不嚴(yán)格地說(shuō)，知覺(jué)的內(nèi)容是由大腦對(duì)其感官的原因的“最佳猜測(cè)”給出的。局部狀態(tài)的體驗(yàn)特征，是由起作用的知覺(jué)預(yù)測(cè)的性質(zhì)規(guī)定的。例如，視覺(jué)中的“客體”現(xiàn)象學(xué)，可以由對(duì)行動(dòng)的感覺(jué)后果的條件性預(yù)測(cè)來(lái)解釋[87,88]，而情緒狀態(tài)的現(xiàn)象學(xué)，可以由對(duì)內(nèi)感受的預(yù)測(cè)在調(diào)節(jié)有機(jī)體的生理狀況中的作用來(lái)解釋[89,90]。情感的例子突出表明，預(yù)測(cè)處理理論，比起本文討論的其它理論，更多地涉及了關(guān)于有意識(shí)自我的問(wèn)題[13, 77, 91]。

預(yù)測(cè)處理可以解釋有意識(shí)和無(wú)意識(shí)狀態(tài)之間的區(qū)別，取決于在感知推理的過(guò)程中，一個(gè)心理狀態(tài)是否是當(dāng)前“最佳猜測(cè)”（或最佳后驗(yàn)）的一部分。在雙眼競(jìng)爭(zhēng)的例子中，預(yù)測(cè)處理設(shè)想了兩個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的知覺(jué)假設(shè)（最佳猜測(cè)），其中一個(gè)假設(shè)“獲勝”時(shí)，相應(yīng)的知覺(jué)占據(jù)主導(dǎo)地位。此時(shí)，來(lái)自另一個(gè)假設(shè)的感覺(jué)信號(hào)作為預(yù)測(cè)誤差不斷積累，最終導(dǎo)致知覺(jué)的轉(zhuǎn)變。與此同時(shí)，以前占優(yōu)勢(shì)的最佳猜測(cè)所解釋的感覺(jué)信號(hào)，成為了無(wú)法解釋的錯(cuò)誤預(yù)測(cè)的來(lái)源。就這樣循環(huán)往復(fù)……[92, 93]。（至于房子和臉之間在體驗(yàn)上的差別，如上所述，可以由相應(yīng)的知覺(jué)預(yù)測(cè)的屬性來(lái)解釋。）在那些強(qiáng)調(diào)主動(dòng)推理的預(yù)測(cè)處理理論變體中，只有由行為導(dǎo)致的知覺(jué)信念變化，才會(huì)引起意識(shí)內(nèi)容的變化[76, 94]。（行動(dòng)可以是明顯的，比如眼球的掃動(dòng)，也可以是隱蔽的，比如注意力焦點(diǎn)的轉(zhuǎn)移。）

預(yù)測(cè)處理理論一般不涉及意識(shí)的整體狀態(tài)，但這些理論要解釋整體狀態(tài)的區(qū)別的話(huà)，可以很自然地訴諸相關(guān)預(yù)測(cè)過(guò)程的完整性[95]，就像HOT理論可以訴諸相關(guān)元表征機(jī)制的完整性。

至于意識(shí)的功能層面，復(fù)饋/預(yù)測(cè)處理理論都對(duì)意識(shí)和注意力之間的關(guān)系進(jìn)行了明確的區(qū)分。在局部循環(huán)理論中，注意力為感覺(jué)信號(hào)提供了一個(gè)選擇性的增強(qiáng)（正如在GWT中一樣），從而使它們到達(dá)前額葉和頂葉區(qū)域，參與意識(shí)的訪(fǎng)問(wèn)[71]。在預(yù)測(cè)處理中，注意力與“精確度加權(quán)”（precision weighting）的過(guò)程有關(guān)。這個(gè)過(guò)程調(diào)制了感覺(jué)信號(hào)的估計(jì)精度（estimated precision），直觀來(lái)說(shuō)，其方式相當(dāng)于改變這些信息的信噪比或“增益”[74, 96]。而在主動(dòng)推理中，如前所述，注意力抽樣可能是意識(shí)內(nèi)容變化的必要條件[76, 94]。

四、意識(shí)理論的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展方向

在對(duì)立的ToC之間的爭(zhēng)論中，研究者呼吁使用的數(shù)據(jù)的范圍很廣，所以我們并不奢望在這里就提供一個(gè)完整的清單。相反，我們對(duì)目前的一些爭(zhēng)論進(jìn)行了有選擇的概述，強(qiáng)調(diào)了可以用來(lái)評(píng)估ToC的數(shù)據(jù)的多樣性。（圖1-4的圖例中，描述了其它一些通常用來(lái)支持各個(gè)ToC的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。）

有一個(gè)點(diǎn)需要事先說(shuō)明：認(rèn)識(shí)到理論評(píng)價(jià)的整體性是很重要的。理論不會(huì)被一個(gè)單一的發(fā)現(xiàn)所證實(shí)，通常也不會(huì)被一個(gè)單一的實(shí)驗(yàn)所打敗。相反，對(duì)理論的確認(rèn)通常是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，一個(gè)理論通過(guò)提供對(duì)目標(biāo)現(xiàn)象的解釋?xiě)?zhàn)勝它的對(duì)手；這個(gè)解釋需要合理解釋廣泛的數(shù)據(jù)，并能夠和鄰近領(lǐng)域的成功理論相結(jié)合[97-99]。

一個(gè)明顯的制約ToC的因素是意識(shí)的結(jié)構(gòu)。盡管我們?cè)谟懻揟oC時(shí)，已經(jīng)討論了許多結(jié)構(gòu)性特征，但要對(duì)比各種ToC，一個(gè)特別有用的結(jié)構(gòu)性特征，是意識(shí)的統(tǒng)一性——一個(gè)智能體，在某一時(shí)刻的各種體驗(yàn)，似乎總是作為一個(gè)統(tǒng)一的復(fù)雜體驗(yàn)的組成部分而發(fā)生，這個(gè)體驗(yàn)就完全是對(duì)“成為這個(gè)智能體是什么感覺(jué)”的回答[25]。不同的ToC，對(duì)意識(shí)的統(tǒng)一性采取非常不同的態(tài)度。IIT相當(dāng)強(qiáng)調(diào)意識(shí)的統(tǒng)一性，它不僅假定意識(shí)始終是統(tǒng)一的，而且還呼吁“意識(shí)必然是統(tǒng)一的”這一主張，從而使意識(shí)與不可化約的整合信息（最大值）得以相互關(guān)聯(lián)。盡管GWT沒(méi)有像IIT那么強(qiáng)調(diào)意識(shí)的統(tǒng)一性，但意識(shí)與功能整合的工作空間的廣播的關(guān)聯(lián)表明，這類(lèi)理論也可能提供一個(gè)關(guān)于意識(shí)統(tǒng)一性的可信的解釋。其它ToC，例如HOT和復(fù)饋/預(yù)測(cè)處理理論，與意識(shí)的統(tǒng)一性有著更矛盾的關(guān)系，要么只是假裝解釋這一屬性，要么完全忽略它。各個(gè)ToC對(duì)意識(shí)的統(tǒng)一性的態(tài)度的不同，至少部分是因?yàn)楦镜姆制纭庾R(shí)是否（必然）統(tǒng)一。盡管意識(shí)的統(tǒng)一性有望為T(mén)oC提供一個(gè)重要的約束，但為了兌現(xiàn)這一前景，我們需要在“意識(shí)（必然）統(tǒng)一”這方面有一個(gè)更好地說(shuō)明。

第二個(gè)制約因素來(lái)源于神經(jīng)數(shù)據(jù)。例如，人們普遍認(rèn)為，小腦對(duì)意識(shí)來(lái)說(shuō)，既不必要，也不充分。一個(gè)ToC應(yīng)該解釋這一事實(shí)，并解釋為什么小腦不與意識(shí)有關(guān)。一些ToC很容易提供這樣的解釋——例如，IIT認(rèn)為，小腦與意識(shí)無(wú)關(guān)，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)不適合產(chǎn)生高水平的整合信息[59]。但這種解釋?zhuān)挥性谒绕渌碚摽赡芴峁┑慕忉尭尚诺那闆r下，才會(huì)對(duì)某一理論提供具體的支持，而這一條件是否滿(mǎn)足，目前還是一個(gè)開(kāi)放的問(wèn)題。例如，主張HOT的人可以認(rèn)為，小腦缺乏支持相關(guān)類(lèi)型的元表征的能力；主張GWT的人可以提出，小腦沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全局工作空間的理由；而復(fù)饋/預(yù)測(cè)處理理論家可以指出，小腦中缺乏豐富的循環(huán)信號(hào)[65]。

盡管人們普遍認(rèn)為，ToC應(yīng)該解釋為什么小腦與意識(shí)無(wú)關(guān)，但從ToC的角度來(lái)看，還有其它類(lèi)型的神經(jīng)數(shù)據(jù)更具有爭(zhēng)議性。一個(gè)重要的例子是關(guān)于前額葉（“大腦前部”）過(guò)程在意識(shí)中的作用的討論。

許多神經(jīng)影像學(xué)研究，根據(jù)額葉的區(qū)域活動(dòng)[100, 101]和額葉與其它區(qū)域的功能連接，利用各種實(shí)驗(yàn)范式，發(fā)現(xiàn)前額葉會(huì)參與有意識(shí)（相對(duì)于無(wú)意識(shí)）的感知[48]。少數(shù)對(duì)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的研究也發(fā)現(xiàn)，在雙目競(jìng)爭(zhēng)、連續(xù)閃光的抑制和視覺(jué)刺激的快速連續(xù)呈現(xiàn)的過(guò)程中，有意識(shí)的內(nèi)容可以從前額葉的活動(dòng)模式中解碼出來(lái)[103-105]。參考文獻(xiàn)[106]則提供了一個(gè)更復(fù)雜的圖景：在一個(gè)物體識(shí)別任務(wù)中，內(nèi)容相關(guān)的信息可以從大范圍的激活和失活的皮層區(qū)域中解碼出來(lái)。而病變的證據(jù)和腦刺激的證據(jù)也被用來(lái)論證，前額葉的活動(dòng)與意識(shí)有重要的關(guān)系（見(jiàn)參考文獻(xiàn)30）。

倡導(dǎo)HOT和GWT的人用這些發(fā)現(xiàn)來(lái)支持他們的理論，而不是與其競(jìng)爭(zhēng)的理論。作為回應(yīng)，IIT和復(fù)饋理論的倡導(dǎo)者認(rèn)為，觀察到的前額葉活動(dòng)是意識(shí)的一個(gè)（非必要的）結(jié)果，而不是與有意識(shí)的知覺(jué)本身有關(guān)[107, 108]（但見(jiàn)參考文獻(xiàn)109）。那些為這種“大腦后部”觀點(diǎn)辯護(hù)的人認(rèn)為，后部皮層過(guò)程——涉及楔前區(qū)和一部分的知覺(jué)皮層和頂葉皮層——對(duì)知覺(jué)體驗(yàn)來(lái)說(shuō)就已經(jīng)足夠了，而“大腦前部”過(guò)程是不必要的。這種說(shuō)法得到了所謂“無(wú)報(bào)告”研究的支持。這些研究通常會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)受試者不提供關(guān)于他們知覺(jué)的明確報(bào)告時(shí)，前額葉的參與會(huì)減少[6, 110]（但見(jiàn)參考文獻(xiàn)111）?！按竽X后部”的倡導(dǎo)者也利用積極的證據(jù)，來(lái)證明后部活動(dòng)和意識(shí)之間的緊密聯(lián)系。例如，一項(xiàng)新研究使用一種連續(xù)喚醒的范式來(lái)探測(cè)睡眠期間的意識(shí)內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)后部皮層區(qū)域的活動(dòng)可以預(yù)測(cè)一個(gè)人是否會(huì)報(bào)告夢(mèng)的經(jīng)歷，包括在快速眼動(dòng)和非快速眼動(dòng)睡眠階段[112]（但見(jiàn)參考文獻(xiàn)113）。最后，解碼研究中的“大腦前部”解釋是否成立還有待商榷。這是因?yàn)?，表明意識(shí)內(nèi)容可以從一個(gè)特定的區(qū)域“讀出”，并不能確定大腦本身正以一種構(gòu)成相關(guān)元表征或全局廣播的方式，從該區(qū)域“讀出”這些內(nèi)容。

盡管“大腦前部”和“大腦后部”的爭(zhēng)論在某些方面確實(shí)涉及神經(jīng)生物學(xué)證據(jù)——例如，對(duì)于前額葉皮層的邊界具體在哪里，存在不同的意見(jiàn)[107, 109]，但其核心還是對(duì)意識(shí)和認(rèn)知訪(fǎng)問(wèn)（cognitive access）之間關(guān)系的分歧：將可用于口頭報(bào)告的內(nèi)容和對(duì)行為的直接控制作為意識(shí)的替代是否合理？對(duì)意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)的研究，是不是應(yīng)該在“意識(shí)和認(rèn)知訪(fǎng)問(wèn)究竟如何關(guān)聯(lián)”方面保持中立[114]（亦可參見(jiàn)方框3）？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的爭(zhēng)論，反應(yīng)在不同的ToC對(duì)認(rèn)知訪(fǎng)問(wèn)的態(tài)度上。GWT把認(rèn)知擺在核心位置，不僅表明意識(shí)的內(nèi)容總是可以被認(rèn)知訪(fǎng)問(wèn)，而且表明支撐認(rèn)知訪(fǎng)問(wèn)的過(guò)程本身（即點(diǎn)火和全局廣播）就是意識(shí)體驗(yàn)的基礎(chǔ)（關(guān)于這一觀點(diǎn)的最近細(xì)微差別，見(jiàn)參考文獻(xiàn)111）。其它理論，如IIT和局部循環(huán)理論，否認(rèn)意識(shí)和認(rèn)知訪(fǎng)問(wèn)之間的密切關(guān)系，認(rèn)為心智狀態(tài)在不直接控制思想和行動(dòng)的情況下也可以有意識(shí)，也認(rèn)為心智狀態(tài)原則上即使不具有意識(shí)，也可以直接控制思想和行動(dòng)。盡管HOT并不執(zhí)著于意識(shí)和認(rèn)知訪(fǎng)問(wèn)之間的任何特定關(guān)系，但在實(shí)踐中，這類(lèi)理論的倡導(dǎo)者通常假定，意識(shí)的內(nèi)容將被認(rèn)知訪(fǎng)問(wèn)（例如參考文獻(xiàn)46），而不是反過(guò)來(lái)。

要評(píng)估相互競(jìng)爭(zhēng)的ToC，也許最有力的證據(jù)是新的預(yù)測(cè)?？茖W(xué)史上許多最重要的事件都涉及對(duì)新預(yù)測(cè)的確認(rèn)[115]。例如，廣義相對(duì)論既預(yù)測(cè)了水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)，又預(yù)測(cè)了掠過(guò)太陽(yáng)表面星光的偏轉(zhuǎn)方式，從這些事實(shí)中獲得了強(qiáng)有力的支持。如果一個(gè)ToC做出了新預(yù)測(cè)并被證實(shí)，那么它就會(huì)得到強(qiáng)有力的支持，特別是與那些未能做出相關(guān)預(yù)測(cè)，或做出不同的、不相容預(yù)測(cè)的理論相比較時(shí)。

當(dāng)代ToC所做的許多新的預(yù)測(cè)都難以測(cè)試。例如，復(fù)饋理論和IIT都預(yù)測(cè)，后部皮層活動(dòng)可以在沒(méi)有前部區(qū)域貢獻(xiàn)的情況下支持意識(shí)體驗(yàn)，但目前我們?nèi)狈煽康姆椒▉?lái)驗(yàn)證這種說(shuō)法，因?yàn)轵?yàn)證依賴(lài)于主觀報(bào)告（或者至少是某種形式的執(zhí)行控制），而這又需要前部皮層活動(dòng)。更引人注目的是，IIT預(yù)測(cè)，意識(shí)廣泛分布于整個(gè)自然界，包括許多非生物系統(tǒng)，甚至可能出現(xiàn)在簡(jiǎn)單的系統(tǒng)（如光電二極管和單原子）中。有趣的是，不出現(xiàn)在嚴(yán)格意義上的前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中[61]。這一預(yù)測(cè)與大家廣泛認(rèn)同的對(duì)意識(shí)分布的假設(shè)是相悖的，但由于缺乏有力的方法來(lái)檢測(cè)此類(lèi)系統(tǒng)是否存在意識(shí)，因此無(wú)法對(duì)其進(jìn)行合理的評(píng)估（方框3）。

方框3

測(cè)量問(wèn)題

為了檢驗(yàn)意識(shí)理論，我們需要可靠地檢測(cè)意識(shí)的存在和不存在，目前，實(shí)驗(yàn)者通常依靠受試者的內(nèi)省能力，直接或間接地來(lái)確定其意識(shí)狀態(tài)。然而，這種方法是有問(wèn)題的，因?yàn)閮?nèi)省的可靠性值得懷疑，而且有許多生物體或系統(tǒng)（例如嬰兒、有腦損傷的個(gè)體和非人類(lèi)的動(dòng)物）可能有意識(shí)，但無(wú)法產(chǎn)生內(nèi)省報(bào)告。因此，人們迫切需要確定不依靠?jī)?nèi)省的“標(biāo)記”或意識(shí)的“特征”。近年來(lái)，人們提出了許多這樣的指標(biāo)，提議其中一些——如擾動(dòng)復(fù)雜度指數(shù)（perturbational complexity index，PCI）[158]——作為意識(shí)本身的標(biāo)記，而提議其它指標(biāo)——如視動(dòng)眼球震顫反應(yīng)（optokinetic nystagmus response）[174]或神經(jīng)動(dòng)力學(xué)中的獨(dú)特分叉（distinctive bifurcations in neural dynamics）[111]——作為特定種類(lèi)的意識(shí)內(nèi)容的標(biāo)記。人們已經(jīng)卓有成效地將前者應(yīng)用于評(píng)估腦損傷患者的整體意識(shí)狀態(tài)[175]，而將后者用于意識(shí)內(nèi)容的“無(wú)報(bào)告”研究，即沒(méi)有明確的行為報(bào)告的研究[6]。然而，無(wú)論重點(diǎn)是什么，任何提出來(lái)的意識(shí)指標(biāo)，都必須得到驗(yàn)證：我們需要確認(rèn)它既靈敏又明確。盡管基于內(nèi)省的驗(yàn)證方法存在前面所述的問(wèn)題，但基于理論的方法也存在問(wèn)題。由于ToC本身就有爭(zhēng)議，因此，這些基于理論的指標(biāo)也難以提供意識(shí)的客觀標(biāo)記物所需要的那種跨越不同主體的驗(yàn)證方式。因此，解決測(cè)量問(wèn)題似乎需要一種既不完全基于內(nèi)省，也不完全基于理論考慮的驗(yàn)證方法。文獻(xiàn)中包含了一些解決這個(gè)問(wèn)題的提議[114, 176]，但沒(méi)有一個(gè)是毫無(wú)爭(zhēng)議的[177, 178]。

在某些情況下，方法上的進(jìn)步可能會(huì)帶來(lái)達(dá)到可測(cè)試程度的新預(yù)測(cè)。例如，從IIT產(chǎn)生的一個(gè)引人注目的預(yù)測(cè)是，神經(jīng)結(jié)構(gòu)的變化可能導(dǎo)致意識(shí)體驗(yàn)的變化，即使前者并沒(méi)有引起神經(jīng)活動(dòng)的變化[116]。例如，視覺(jué)皮層中不活躍的（inactive）神經(jīng)元可能對(duì)視覺(jué)體驗(yàn)有貢獻(xiàn)，但失活的（inactivated）神經(jīng)元?jiǎng)t不會(huì)[59]。IIT產(chǎn)生這一預(yù)測(cè)是因?yàn)?，?duì)意識(shí)來(lái)說(shuō)，由神經(jīng)機(jī)制規(guī)定的因果結(jié)構(gòu)才是重要的。這意味著，如果我們干預(yù)神經(jīng)機(jī)制，從而改變因果結(jié)構(gòu)，那么即使相應(yīng)的神經(jīng)動(dòng)力學(xué)沒(méi)有變化，意識(shí)也會(huì)發(fā)生變化。這一預(yù)測(cè)在沒(méi)有動(dòng)力學(xué)的情況下（即對(duì)于不活躍的神經(jīng)元）尤其反直覺(jué)。這一猜想可能可以使用精確的干預(yù)方式（如光遺傳學(xué)），在知覺(jué)決策的動(dòng)物模型中進(jìn)行測(cè)試[117]。而本文所討論的其它理論并不容易得出類(lèi)似的猜想。

評(píng)估相互競(jìng)爭(zhēng)的ToC的一個(gè)特別有效的途徑是，關(guān)注有意識(shí)（相對(duì)于無(wú)意識(shí)）過(guò)程的時(shí)間特征，例如電生理記錄中的時(shí)間相關(guān)電位。一些理論家（例如，見(jiàn)參考文獻(xiàn)118）認(rèn)為，有意識(shí)的知覺(jué)在刺激呈現(xiàn)后的早期（120-200毫秒）就開(kāi)始了，并認(rèn)為有證據(jù)表明，知覺(jué)意識(shí)和早發(fā)的、模式特定的、負(fù)向的、事件相關(guān)的電位（稱(chēng)之為意識(shí)負(fù)性反應(yīng)）之間存在著強(qiáng)有力的相關(guān)性；他們還質(zhì)疑了以往討論的晚發(fā)特征的可靠性，如P3b（在刺激開(kāi)始后約300毫秒觀察到的正向的、事件相關(guān)的點(diǎn)位）。Dembski及其同事強(qiáng)調(diào)的早期負(fù)性（early negativity）在視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)中都有發(fā)現(xiàn)，這使得他們認(rèn)為，存在一種普遍的早發(fā)反應(yīng)，能有力地反映出知覺(jué)的意識(shí)。這樣的證據(jù)有利于IIT和局部復(fù)饋解釋（但見(jiàn)參考文獻(xiàn)119，講了后來(lái)研究的意識(shí)知覺(jué)的跨模態(tài)特征）。其他理論家[120, 121]則主張知覺(jué)意識(shí)的啟動(dòng)時(shí)間要晚得多（大約是250-400毫秒）。除了有爭(zhēng)議的P3b，晚發(fā)的理論似乎是由各種知覺(jué)現(xiàn)象引起的，這些現(xiàn)象與這一時(shí)間尺度相匹配，包括心理不應(yīng)期（psychological refractory）、注意瞬脫（attentional blink）和事后預(yù)測(cè)效應(yīng)（postdictive effects ）。后者能有意義地表明，延遲的線(xiàn)索可以回溯性地觸發(fā)有意識(shí)的知覺(jué)[122]。有意識(shí)知覺(jué)的晚發(fā)神經(jīng)特征的候選者包括長(zhǎng)距離的信息共享和分叉活動(dòng)[49, 111]。支持晚發(fā)知覺(jué)意識(shí)的證據(jù)，通常支持高階和全局工作空間的意識(shí)理論。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，關(guān)于知覺(jué)體驗(yàn)的“早發(fā)”和“晚發(fā)”說(shuō)法之間的爭(zhēng)論，可能仍然是討論的中心。請(qǐng)注意，意識(shí)處理的時(shí)間特征問(wèn)題，與對(duì)持續(xù)時(shí)間的感知[123]和意識(shí)“時(shí)刻”的時(shí)間特征都是不同的[124, 125]，后兩者反映的是意識(shí)內(nèi)容方面，應(yīng)該由ToC來(lái)解釋。

五、展望

目前，在意識(shí)科學(xué)中，ToC通常被用作“敘述結(jié)構(gòu)”。盡管它們?yōu)樯窠?jīng)和行為數(shù)據(jù)提供了解釋?zhuān)谠O(shè)計(jì)研究時(shí)考慮到理論驗(yàn)證的情況仍然很少[126]。盡管以這種方式運(yùn)用意識(shí)理論并沒(méi)有什么不妥，但未來(lái)的研究進(jìn)展，將取決于那些能夠?qū)oC進(jìn)行測(cè)試和區(qū)分的實(shí)驗(yàn)。在這篇綜述中，我們確認(rèn)了三個(gè)需要解決的問(wèn)題，敦促意識(shí)科學(xué)中成熟的理論測(cè)試制度的發(fā)展。

首先，ToC的發(fā)展需要精度，因?yàn)槟切?gòu)造模糊而不精確的理論，只能產(chǎn)生模糊和不精確的預(yù)測(cè)。例如，HOT與復(fù)饋/預(yù)測(cè)處理理論需要明確（特定方面的）意識(shí)所獨(dú)有的元表征和復(fù)饋或預(yù)測(cè)性過(guò)程的種類(lèi)；IIT需要精確地說(shuō)明它對(duì)意識(shí)的功能特征意味著什么，以及環(huán)境和意識(shí)的具身性的影響；GWT需要提供一個(gè)原則性說(shuō)明，哪些工作空間，在相關(guān)意義上，有資格稱(chēng)為“全局”。

一個(gè)有前景的方法是，使用計(jì)算模型，為可能以相對(duì)抽象或概念性的術(shù)語(yǔ)表述的ToC帶來(lái)機(jī)制上的具體性。除了為產(chǎn)生精細(xì)預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ)外，這種模型還可以提供一種共同的語(yǔ)言。用這種語(yǔ)言，可以比較相互競(jìng)爭(zhēng)的ToC的相對(duì)優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)于比較理論出發(fā)點(diǎn)不一致的ToC特別有用。例如，計(jì)算模型可以揭示HOT和復(fù)饋/預(yù)測(cè)處理理論中自上而下信號(hào)的共同原則，同時(shí)澄清元表征（例如，見(jiàn)參考文獻(xiàn)35）和全局廣播（例如，見(jiàn)參考文獻(xiàn)127, 128）之間的區(qū)別，將HOT和GWT分開(kāi)[129]。計(jì)算模型的發(fā)展，也可能使得ToC之間的對(duì)比從（潛在的分布式）過(guò)程的角度來(lái)重構(gòu)，而不是從廣泛的神經(jīng)解剖學(xué)區(qū)域的角度來(lái)重構(gòu)（就像目前流行的那樣，例如，“大腦前部”和“大腦后部”理論家之間的辯論[111]）。計(jì)算方法的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，是開(kāi)發(fā)出不僅能解釋意識(shí)的功能特征，而且能解釋其現(xiàn)象學(xué)屬性的模型。這一挑戰(zhàn)可以用“計(jì)算（神經(jīng)）現(xiàn)象學(xué)”這個(gè)廣義標(biāo)簽來(lái)描述（例子見(jiàn)參考文獻(xiàn)37,130）。這就帶來(lái)了額外的挑戰(zhàn)，即如何用現(xiàn)象學(xué)的數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證計(jì)算模型，或者在計(jì)算模型之間進(jìn)行區(qū)分（例子見(jiàn)參考文獻(xiàn)131）。這一挑戰(zhàn)，至少可以部分地通過(guò)在適當(dāng)?shù)默F(xiàn)象學(xué)顆粒度上收集主觀報(bào)告來(lái)應(yīng)對(duì)（方框3）。

除了變得更加具體，ToC還需要變得更加全面。在大多數(shù)情況下，ToC傾向于關(guān)注特定類(lèi)型的局部狀態(tài)（感知體驗(yàn)，重點(diǎn)是視覺(jué)）、特定類(lèi)型的全局狀態(tài)（普通的清醒意識(shí)）和特定類(lèi)型的有意識(shí)的生物（成年人類(lèi)）。盡管理論家們對(duì)于傾向于關(guān)注有限的意識(shí)狀態(tài)和生物有很好的理由——實(shí)驗(yàn)的可及性，但一個(gè)全面的ToC必須公正地對(duì)待豐富多樣的意識(shí)。就局部狀態(tài)而言，ToC必須超越感知，對(duì)情感、時(shí)間性、意志和思想等狀態(tài)進(jìn)行解釋。在全局狀態(tài)方面，ToC必須超越普通的清醒狀態(tài)，對(duì)做夢(mèng)、冥想、意識(shí)紊亂和迷幻狀態(tài)等獨(dú)特的意識(shí)模式進(jìn)行解釋。關(guān)于有意識(shí)的生物的類(lèi)型，ToC必須超越成年人的體驗(yàn)，解決人類(lèi)嬰兒、非人類(lèi)動(dòng)物甚至人工系統(tǒng)的意識(shí)問(wèn)題。盡管關(guān)注點(diǎn)有限的ToC并無(wú)不妥，但能對(duì)意識(shí)提供全面說(shuō)明的理論具有明顯的優(yōu)勢(shì)，尤其是當(dāng)它們能夠識(shí)別并解釋意識(shí)的不同方面之間的聯(lián)系時(shí)。

第三個(gè)需要解決的問(wèn)題是測(cè)量問(wèn)題：找到值得信賴(lài)的意識(shí)測(cè)量方法[132]。解決這個(gè)問(wèn)題至關(guān)重要，因?yàn)?，除非我們有能力?yàn)證其預(yù)測(cè)，否則一個(gè)詳細(xì)而全面的ToC也不會(huì)有多大用處。區(qū)分測(cè)量問(wèn)題的兩個(gè)（密切相關(guān)的）版本是有用的。第一個(gè)是對(duì)意識(shí)內(nèi)容的檢測(cè)。在這里，主要的挑戰(zhàn)，是找出方法能區(qū)分有意識(shí)和無(wú)意識(shí)心理狀態(tài)，而且不對(duì)意識(shí)的功能特征做出有爭(zhēng)議的假設(shè)（如，有意識(shí)的內(nèi)容必須是可報(bào)告的，或是可用于高級(jí)認(rèn)知控制的）[114, 133, 134]。測(cè)量問(wèn)題的另一個(gè)版本關(guān)注的不是內(nèi)容，而是生物。問(wèn)題包括，如何確定意識(shí)在動(dòng)物界的分布[135]；類(lèi)大腦器官[136]或人工智能系統(tǒng)[135-137]是否有意識(shí)；意識(shí)何時(shí)在個(gè)體發(fā)育中首次出現(xiàn)[138]；以及意識(shí)怎樣會(huì)在腦外傷的情況下還得以保留[139]。這里的挑戰(zhàn)依然在于，要開(kāi)發(fā)能測(cè)量意識(shí)的方法，又要避免對(duì)意識(shí)的功能特征的爭(zhēng)議性假設(shè)（方框3）。

當(dāng)然，意識(shí)領(lǐng)域的研究人員已經(jīng)在不同程度上處理了上述的挑戰(zhàn)。這些嘗試目前得到了一些舉措的補(bǔ)充，如對(duì)抗性合作模式。該模式正在鼓勵(lì)ToC的支持者設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，來(lái)區(qū)分不同的ToC[17]。在科學(xué)上，意識(shí)仍然有爭(zhēng)議，但我們有理由認(rèn)為，ToC的迭代發(fā)展、測(cè)試和比較，將使我們更深地理解這個(gè)最深刻的奧妙。

核心概念列表

意識(shí)的神經(jīng)相關(guān)物（Neural correlates of consciousness）

共同足以構(gòu)成某種意識(shí)狀態(tài)的最小神經(jīng)事件集

解釋鴻溝直覺(jué)（Explanatory gap intuitions）

認(rèn)為不可能用物理的、機(jī)械的術(shù)語(yǔ)給予意識(shí)完全令人滿(mǎn)意的解釋的直覺(jué)。

對(duì)抗式合作（Adversarial collaborations）

一類(lèi)研究項(xiàng)目。其中，不同理論的支持者共同設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)區(qū)分他們喜歡的理論，而且，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何更有利于哪一種理論，他們需要事先達(dá)成一致。

全局狀態(tài)（Global states）

與生物體的整體意識(shí)狀態(tài)有關(guān)，通常與喚醒和行為反應(yīng)有關(guān)，并與意識(shí)的“水平”有關(guān)。

局部狀態(tài)（Local states）

與特定的有意識(shí)的心智狀態(tài)有關(guān)，例如有意識(shí)的知覺(jué)、情感或思想。局部狀態(tài)也經(jīng)常被稱(chēng)為有意識(shí)的內(nèi)容。

雙目競(jìng)爭(zhēng)（Binocular rivalry）

向兩只眼睛分別呈現(xiàn)不同的圖像，有意識(shí)的感知將在兩個(gè)圖像之間交替，這種現(xiàn)象叫雙目競(jìng)爭(zhēng)。

現(xiàn)象特征（Phenomenal character）

局部狀態(tài)的主觀體驗(yàn)特質(zhì)，比如看到紅色時(shí)感受到“紅色的感覺(jué)”或牙痛時(shí)感受到疼痛——有時(shí)也稱(chēng)為感受性質(zhì)（qualia）。

元表征（Meta-representation）

以另一種心智表征為目標(biāo)的心智表征。

無(wú)報(bào)告范式（No-report paradigms）

被試不提供主觀（口頭、行為）報(bào)告的行為實(shí)驗(yàn)。

指的是一個(gè)系統(tǒng)所規(guī)定的，不可由它的部件所規(guī)定的信息量所化約的信息量。Φ有許多變體，每一種都有著不同的計(jì)算方法，做出不同的假設(shè)。

后部熱區(qū)（Posterior hot zone）

靠近大腦皮層后部的一系列腦區(qū)，包括頂葉、顳葉和枕葉區(qū)，以及楔前區(qū)等區(qū)域。

復(fù)合體（Complex）

在整合信息論（IIT）中，支撐著最大的不可化約的整合信息的一個(gè)物理系統(tǒng)的一個(gè)子集。

意識(shí)的統(tǒng)一性（Unity of consciousness）

指的是下列事實(shí)：一個(gè)智能體在某一時(shí)期的各種體驗(yàn)，似乎總是作為單個(gè)復(fù)雜體驗(yàn)的組成部分而發(fā)生。

認(rèn)知訪(fǎng)問(wèn)（Cognitive access）

指的是一種功能屬性，即一種心理狀態(tài)可以接觸到一系列認(rèn)知過(guò)程，通常包括語(yǔ)言和/或行為報(bào)告。

內(nèi)感受預(yù)測(cè)（Interoceptive predictions）

指的是對(duì)源自身體內(nèi)部的感覺(jué)信號(hào)的原因的預(yù)測(cè)（內(nèi)感受指的“從內(nèi)部”對(duì)身體的感知）。

計(jì)算（神經(jīng)）現(xiàn)象學(xué)（Computational (neuro) phenomenology）

指的是使用計(jì)算模型從（神經(jīng)）機(jī)制的角度來(lái)解釋意識(shí)狀態(tài)的現(xiàn)象學(xué)特征。

測(cè)量問(wèn)題（The measurement problem）

指的是確認(rèn)某一心智狀態(tài)是否是有意識(shí)的的問(wèn)題，或確認(rèn)某一有機(jī)體或系統(tǒng)，是否是，或者是否有能力是有意識(shí)的的問(wèn)題。

類(lèi)大腦器官（Cerebral organoids）

實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng)的神經(jīng)結(jié)構(gòu)，它能自我組織成具有細(xì)胞和網(wǎng)絡(luò)特征的系統(tǒng)，類(lèi)似于發(fā)育中的人腦。

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中文字幕理论片,69视频免费在线观看,亚洲成人app,国产1级毛片,刘涛最大尺度戏视频,欧美亚洲美女视频,2021韩国美女仙女屋vip视频

摘要

一、引言

表格1 | 意識(shí)理論選集

二、預(yù)備知識(shí)

三、四類(lèi)意識(shí)理論路徑

1. 高階理論

2. 全局工作空間理論

3. 整合信息論

4. 復(fù)饋/預(yù)測(cè)處理理論

四、意識(shí)理論的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展方向

五、展望

一、引言

二、預(yù)備知識(shí)

四、意識(shí)理論的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展方向

五、展望